(57)【要約】【課題】ユーザ指定の撮像パラメータ向けに抑制パルスのタイミング及びｋ空間埋め込みスキームをオンザフライで最適化する。【解決手段】パルスシーケンス（７０）は１８０°パルスを使用して抑制組織に対応する磁化を反転させており、これによって各反転後にアルファ・パルスまたは撮像パルス（７４）を繰り出すために提供される時間が最大量となる。パルスシーケンスは、ユーザによって選択された具体的なプロトコルまたは撮像パラメータに基づいて各反転パルス後に繰り出されるアルファ・パルスの数を最適化する。パルスシーケンスによって、抑制組織のゼロ点（７２）に最も密接に対応したエコーをｋ空間の中心に配置させるような修正式ｋ空間埋め込みスキームが可能となる。第１の反転パルスに対しては１８０°未満のフリップ角を使用し、抑制組織の磁化が直ちに定常状態の条件になるように駆動させている。【選択図】      図２
2005095631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜エコーデータを収集するためのＭＲＩ装置であって、
偏向用磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイルと、ＭＲ画像を収集するようにＲＦ信号をＲＦコイル・アセンブリに送信するためにパルスモジュールによって制御を受けているＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチと、を有する磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムと、
コンピュータであって、
（Ａ）抑制対象組織のゼロ点（７２）を決定する動作と、
（Ｂ）前記組織の縦磁化が前記ゼロ点（７２）まで回復するための時間間隔を決定する動作と、
（Ｃ）前記時間間隔から、傾斜エコー・パルスシーケンス（７０）の各反転パルスの後に加えるアルファ・パルス（７４）の数を決定する動作と、
を実行するようにプログラムされたコンピュータと、
を備えるＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記コンピュータはさらに前記抑制組織のゼロ点（７２）と実質的に対応するエコーをｋ空間の中心に配置するようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
第１の反転パルスが１８０°未満のフリップ角を有しており、かつ後続の反転パルスが１８０°のフリップ角を有している、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記コンピュータはさらに、
定常状態磁化と熱平衡磁化の比の逆余弦を決定すること、
前記第１の反転パルスのフリップ角を前記逆余弦になるように設定すること、
を実行するようにプログラムされている、請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記コンピュータはさらに２Ｄ傾斜エコー収集と３Ｄ傾斜エコー収集の一方を適用するようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記コンピュータはさらに動作（Ａ）〜（Ｃ）をオンザフライで実行するようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記コンピュータはさらに、受信器バンド幅、ｘ分解能、ＴＲ、前記組織のＴ1、フリップ角、ｙ分解能、及びスライス数を特定している一組のユーザ入力を特定するようにプログラムされている、請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的にはＭＲイメージングに関し、さらに詳細には、組織抑制をオンザフライで最適化させた傾斜エコー・イメージングの方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体組織などの物質を均一な磁場（偏向磁場Ｂ0）にかけると、組織中のスピンの個々の磁気モーメントはこの偏向磁場と整列しようとして、この周りをラーモアの特性周波数によってランダムな秩序で歳差運動することになる。この物質や組織に、ｘ−ｙ平面内にありラーモア周波数に近い周波数をもつ磁場（励起磁場Ｂ1）がかけられると、正味の整列モーメント（すなわち、「縦磁化」）Ｍzは、ｘ−ｙ平面内に来るように回転させられ（すなわち、「傾けられ（ｔｉｐｐｅｄ）」）、正味の横方向磁気モーメントＭtが生成される。励起信号Ｂ1を停止させた後、励起したスピンにより信号が放出され、さらにこの信号を受信し処理して画像を形成することができる。
【０００３】
これらの信号を用いて画像を作成する際には、磁場傾斜（Ｇx、Ｇy及びＧz）が利用される。典型的には、撮像しようとする領域は、使用する具体的な位置特定方法に従ってこれらの傾斜を変更させている一連の計測サイクルによりスキャンを受ける。結果として得られる受信ＮＭＲ信号の組はディジタル化されかつ処理され、よく知られている多くの再構成技法のうちの１つを用いて画像が再構成される。
【０００４】
放射線医その他の医師がある特定の病変や異常を効率よくかつ有効に診断できる能力を強化するためには、ある種の組織からの信号を抑制する一方、同時に別の組織からの信号を取得することが望ましいことが多い。特定の組織を抑制するためには多くのデータ収集スキームが開発されている。組織抑制に関するこうした方法によってさらに、周波数選択だけではなくＴ1にも基づいた信号除去が可能となる。例えば、ある組織抑制イメージング技法は、シーケンスの標準撮像パルスの前に印加させる周波数選択性の飽和パルスを実現している。その結果、この飽和パルスによって抑制対象の特定の組織（例えば、脂肪）の磁化がゼロに設定される。したがって、標準撮像シーケンスを印加したときに、抑制対象の成分または組織から全く信号が検出されない。したがって、非検出の成分は再構成画像上で黒く表示され、これにより検出されて画像化される成分または組織に対するコントラストが提供されることになる。この組織抑制技法は、スピンエコー・イメージング並びに傾斜エコー・イメージングによって実現することができる。高速撮像向けに設計されている傾斜エコー・イメージングのシーケンスでは、標準的な組織抑制技法を使用すると収集時間が大幅に増大する。こうなると、患者スループットにマイナスの影響を及ぼすと共に、撮像過程の間に患者が動き再構成画像にマイナスの影響を及ぼす可能性が大きくなる。
【０００５】
提唱されている解決法の１つは、組織抑制技法の各適用の後にｋ空間の幾つかのラインを収集することである。この方式を成功させるためには、この抑制技法を適用した後のある期間にわたって抑制組織からの信号をゼロに保持しなければならない。飽和パルスの後に抑制組織をゼロに保持する時点及び継続時間は、組織Ｔ1及び撮像パラメータ、すなわち分解能、受信器バンド幅、フリップ角、ＴＲ、その他によって様々である。抑制時間が撮像パラメータに依存するにも関わらず、周知のイメージング技法は、その具体的な撮像パラメータによらず抑制パルスのタイミング及びｋ空間埋め込みスキームを維持したままである。これによって組織抑制は予測しがたい品質となりかつ画像アーチファクトが生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、目前のスキャンのためにユーザ指定の特定の撮像パラメータを適合させるように最適化した一連の抑制パルスのタイミング並びにｋ空間埋め込みスキームをオンザフライで設定することが可能なシステム及び方法があることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の欠点を克服している、ユーザ指定の撮像パラメータ向けに抑制パルスのタイミング及びｋ空間埋め込みスキームをオンザフライで最適化するためのシステム及び方法を提供する。
【０００８】
本発明によって、ユーザ指定の特定の撮像パラメータに適合させたシーケンスのための総データ収集時間が最小限となる。これに関連して、本発明はさらに、１８０°パルスを使用して抑制組織に対応する磁化を反転させ、これによって各反転の後にアルファ・パルスまたは撮像パルスを繰り出すために提供される時間が最大量となるようにしたパルスシーケンスを含んでいる。このパルスシーケンスは、ユーザによって選択された具体的な収集プロトコルまたは撮像パラメータに基づいて各反転パルス後に繰り出されるアルファＲＦ励起パルスの数を最適化する。このパルスシーケンスによって、抑制組織のゼロ点に最も密接に対応したエコーをｋ空間の中心に配置させるような修正式ｋ空間埋め込みスキームが可能となる。さらに、そのシーケンスの第１の反転パルスに対しては１８０°未満のフリップ角を使用し、抑制組織の磁化が直ちに定常状態の条件になるように駆動させ、これによって定常状態に近づく間に破棄される収集を繰り出す必要がなくなる。したがって、特定のユーザ選択プロトコルまたは撮像パラメータ向けの組織抑制が最適化されるだけではなく、総収集時間も短縮される。本発明は、ある特定の縦座標周波数（ｏｒｄｉｎａｔｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）にある組織（例えば、脂肪）を優先的に抑制するためのスペクトル選択性の反転パルスと一緒に使用することができ、あるいはパルスによって影響を受ける領域（例えば、「飽和バンド」）内の組織並びにこれらのパルスの時点でこの目標領域を通過する任意の血流を優先的に抑制するための空間選択性の反転パルスと一緒に使用することができる。さらに、ｋ空間埋め込みの順序に対する組織Ｔ1依存性のために、本発明をさらに、組織からの信号をその縦緩和時間に基づいて抑制するために使用することができる。
【０００９】
したがって、本発明の一態様によれば、傾斜エコー・イメージングの間における組織抑制の方法は、目標組織に対する指定されたＭＲデータ収集のために一組のユーザ選択撮像パラメータを特定するステップと、このユーザ選択撮像パラメータに特異的な組織抑制パルスシーケンスの組織抑制パルス系列の長さを設定するステップと、を含む。本方法はさらに、目標組織からのデータ収集を選択的に抑制するための組織抑制パルスシーケンスを印加するステップを含む。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、傾斜エコーデータを収集するためのＭＲＩ装置を開示する。本装置は、偏向用磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイルを有するＭＲＩシステムを含む。ＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチは、ＭＲ画像を収集するようにＲＦコイル・アセンブリとの間でＲＦ信号を送受信させるためにパルスモジュールによって制御されている。本ＭＲＩ装置はさらに、抑制目標の組織に関するゼロ点を決定するようにプログラムされたコンピュータを含んでいる。このコンピュータはさらに、組織の縦磁化がゼロ点まで回復するための時間間隔を決定するようにプログラムされている。このコンピュータは、この時間間隔から、傾斜エコー・パルスシーケンスの各反転パルスの後で印加させるアルファ・パルスの数を決定するようにプログラムされている。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、傾斜エコー収集のためのパルスシーケンスは、第１のＴＲ周期と、少なくとも第２のＴＲ周期と、を含む。このパルスシーケンスは、第１のＴＲ周期中に繰り出される１８０°未満のフリップ角を有する第１の反転パルスと、後続の各ＴＲにおいて繰り出される１８０°のフリップ角を有する第２の反転パルスと、を含んでいる。このパルスシーケンスはさらに、各ＴＲ周期中に繰り出される多数のＲＦアルファ・パルスを含んでおり、このＲＦパルスの一部分は評価目標の組織の縦磁化のゼロ化の前に繰り出されている。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、本発明は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に保存されていると共に、コンピュータによって実行させた際に該コンピュータに対して、目標組織の目前のＭＲスキャンのための一組のユーザ選択撮像パラメータを特定させる命令を有するようなコンピュータ・プログラムの形に具現化される。この命令はさらに、コンピュータに対して、目標組織の抑制磁化を直ちに定常状態になるように駆動させるために印加されるスペクトル選択性の反転パルスのフリップ角をオンザフライで決定する動作、並びに目標組織の縦磁化がゼロに到達する前及び後で抑制パルスが印加されるように、スペクトル選択性反転パルスの後に印加させる抑制パルスの数をオンザフライで決定する動作を実行させている。
【００１３】
本発明に関する別の様々な特徴、目的及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図面では、本発明を実施するために目下のところ企図されている好ましい一実施形態を図示している。
【００１５】
組織抑制のための傾斜エコー・パルスシーケンスをオンザフライで最適化するためのシステムを示す。本システムは２Ｄ及び３Ｄの傾斜エコー収集を実現するように設計されている。
【００１６】
図１を参照すると、本発明を組み込んでいる好ましい磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１０の主要コンポーネントを表している。このシステムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及び表示スクリーン１６を含むオペレータ・コンソール１２から制御を受けている。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及び表示スクリーン１６上への画像表示を制御できるようにする独立のコンピュータ・システム２０と、リンク１８を介して連絡している。コンピュータ・システム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに連絡している多くのモジュールを含んでいる。これらのモジュールには、画像プロセッサ・モジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、並びに当技術分野でフレーム・バッファとして知られている画像データ・アレイを記憶するためのメモリ・モジュール２６が含まれる。コンピュータ・システム２０は、画像データ及びプログラムを記憶するためにディスク記憶装置２８及びテープ駆動装置３０とリンクしており、さらに高速シリアル・リンク３４を介して独立のシステム制御部３２と連絡している。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意の入力デバイスや同等の入力デバイスを含むことができ、また入力デバイス１３は対話式幾何学指定のために使用することができる。
【００１７】
システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール３６や、シリアル・リンク４０を介してオペレータ・コンソール１２に接続させたパルス発生器モジュール３８が含まれる。システム制御部３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをこのリンク４０を介して受け取っている。パルス発生器モジュール３８は、各システム・コンポーネントを動作させて所望のスキャンシーケンスを実行させ、発生させるＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示するデータを発生させている。パルス発生器モジュール３８は、スキャン中に発生させる傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために一組の傾斜増幅器４２と接続させている。パルス発生装置モジュール３８はさらに、生理学的収集制御器４４から患者データを受け取ることができ、この生理学的収集制御器４４は、患者に装着した電極からのＥＣＧ信号など患者に接続した異なる多数のセンサからの信号を受け取っている。また最終的には、パルス発生器モジュール３８はスキャン室インタフェース回路４６と接続させており、スキャン室インタフェース回路４６はさらに、患者及びマグネット系の状態に関連付けした様々なセンサからの信号を受け取っている。このスキャン室インタフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８はスキャンのために患者を所望の位置に移動させるコマンドを受け取っている。
【００１８】
パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇx増幅器、Ｇy増幅器及びＧz増幅器を有する傾斜増幅器システム４２に加えられる。各傾斜増幅器は、収集した信号の空間エンコードに使用する磁場傾斜を生成させるように全体を番号５０で示す傾斜コイル・アセンブリ内の物理的に対応する傾斜コイルを励起させている。傾斜磁場コイル・アセンブリ５０は、偏向用マグネット５４及び全身用ＲＦコイル５６を含むマグネット・アセンブリ５２の一部を形成している。当業者であれば、全身用コイル以外の別のＲＦコイルが実現されることもあることを理解されよう。システム制御部３２内の送受信器モジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅を受け送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６に結合されるようなパルスを発生させている。患者内の励起された原子核が放出して得られた信号は、同じＲＦコイル５６により検知し、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合させることができる。増幅したＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部分で復調され、フィルタ処理され、さらにディジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号により制御し、送信モードではＲＦ増幅器６０をコイル５６と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器６４をコイル５６に接続させている。送信／受信スイッチ６２によりさらに、送信モードと受信モードのいずれに関しても同じ単独のＲＦコイル（例えば、表面コイル）を使用することが可能となる。
【００１９】
ＲＦコイル５６により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、システム制御部３２内のメモリ・モジュール６６に転送される。未処理のｋ空間データのアレイをメモリ・モジュール６６内に収集し終わると１回のスキャンが完了となる。この未処理のｋ空間データは、各画像を再構成させるように別々のｋ空間データ・アレイの形に配置し直しており、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイ・プロセッサ６８に入力される。この画像データはシリアル・リンク３４を介してコンピュータ・システム２０に送られ、コンピュータ・システム２０において画像データはディスク記憶装置２８内などの記憶装置内に格納される。この画像データは、オペレータ・コンソール１２から受け取ったコマンドに応じて、テープ駆動装置３０上などの長期記憶内にアーカイブしたり、画像プロセッサ２２によりさらに処理してオペレータ・コンソール１２に伝達しディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。
【００２０】
本発明は、反転パルスの後に、スキャンを指定した際にユーザによって特定された撮像パラメータに特異的な最適個数の励起ＲＦパルス（アルファ・パルス）を印加するパルスシーケンスを目的としている。開示したパルスシーケンス及び最適化技法を使用すると、多くのユーザ指定撮像パラメータに関して強力な脂肪抑制を提供することができる。これによって、抑制パルスの各印加の後にｋ空間の複数のラインを収集する脂肪抑制イメージング技法に関連することが典型的であるような画像アーチファクトが排除される。本発明は、造影剤強調を受けない組織のエリア並びに造影剤が蓄積したエリアを描出するためにアルファ・パルスの小さいフリップ角を使用する必要がある脂肪抑制イメージングに特によく適合している。例えば本発明は、患者の乳房、膝、肝臓領域の撮像に特に適している。さらに本発明は、傾斜エコーシーケンスの飽和バンドにおいて組織抑制を改善させることが分かっている。ある実験研究では、飽和バンドにおける組織抑制が４９％から９１％に増大した。本発明はさらに、組織をその縦緩和定数によって抑制するために使用することもできる。こうした例の１つはＣＳＦ信号抑制である。
【００２１】
ここで図２を参照すると、本発明の一態様によるパルスシーケンス７０は、複数のＴＲサイクルにわたって実行される。各ＴＲサイクルはデータ収集の周期、すなわちアルファ・パルス同士の間の時間を規定している。パルスシーケンス７０は、各ＴＲ周期の開始時点に印加される反転パルスθによって規定される。しかしパルスシーケンス７０では、第１のＴＲ周期（ＴＲ1）中に印加されるスペクトル選択性のパルス反転は後続の各ＴＲ周期（すなわち、ＴＲ2、ＴＲ3、ＴＲN）中に印加されるスペクトル選択性の反転パルスと異なっている。具体的には、ＴＲ1のためのスペクトル選択性反転パルスθ1は１８０°未満のフリップ角を有する一方、ＴＲ2及び後続の各ＴＲのためのスペクトル選択性の反転パルスθ2は１８０°のフリップ角を有する。第１のスペクトル選択性反転パルスに対して１８０°未満のフリップ角を使用することによって、抑制組織の磁化が直ちに定常状態の条件になるように駆動され、これによって定常状態に近づく間に破棄される収集を繰り出す必要がなくなる。すなわち典型的には、定常状態に近づく間に収集されるデータは画像再構成の際に破棄され、使用されない。定常状態の条件になるように抑制磁化を直ちに駆動させることによって、総収集時間が短縮される。
【００２２】
その後の各ＴＲでは、そのスペクトル選択性反転パルスは１８０°のフリップ角を有している。この１８０°パルスによって抑制組織に対応する磁化が反転され、これによって各反転パルスの後にアルファ・パルスを繰り出すために提供される時間量が最大化される。すなわち、反転パルスに対して１８０°フリップ角を使用すると、これより小さい反転フリップ角に関する遅延時間と比較して、反転パルスと抑制磁化のゼロ点７２との間の遅延がより長くなる。
【００２３】
さらに図２を参照すると、各スペクトル選択性の反転パルスの後で、一系列のアルファ・パルス７４が印加される。このアルファ・パルス系列７４によって、単一のＴＲの間でｋ空間の複数のラインを満たすことができる。各系列７４上のパルス数は最も効率のよい組織抑制が得られるように最適化されているため、各ＴＲの間に収集するために最適数のｋ空間ラインを使用することができる。
【００２４】
さらに上で指摘したように、このアルファ・パルス系列７４は、スペクトル選択性反転パルスの直後に印加される。したがってユーザは、パルスシーケンスのためのＴＩ間隔を入力する必要がない。当業者であれば、ＴＩは典型的には反転パルスが印加された後でデータ収集を開始する前の時間量に対応することを理解されよう。ＴＩ依存のパルスシーケンスでは、データ収集は典型的には、そのＴＩ期間の満了後までは実施されない。しかし本発明では、遅延期間（すなわち、ＴＩ）の満了を待つことなく反転パルスが印加された直後にデータ収集が実施される。さらに、本発明はまた、抑制組織のゼロ点に最も密接に対応するエコーからのデータをｋ空間の中心に配置するような修正式のｋ空間埋め込みスキームを含んでいる。ｋ空間の中心は抑制組織からの縦磁化がゼロの位置またはゼロの近くにあるときのラインに対応するデータで満たされる。
【００２５】
さらに図２を参照すると、各系列７４のパルス数は、ユーザによって入力されるスキャンに関する具体的な撮像パラメータに応じて異なる。より詳細には以下で記載することにするが、ＴＲ、受信器バンド幅、ｘ分解能、抑制組織のＴ1、及びアルファ・パルスのフリップ角に関する入力を使用して、各反転パルスの後で印加するアルファ・パルスの最適個数または最大個数が決定される。
【００２６】
アルファ・パルスの系列が長いほど、脂肪からの磁化回復が大きくなるが、収集時間も短くなることが分かっている。例えば、１２個のアルファ・パルスに関する脂肪からの磁化回復は、一例として磁化の初期値と比べて大幅に小さいことが分かっている。さらに、１６個のアルファ・パルスを有する系列パルスでも磁化の初期値と比べて大幅に小さい縦磁化回復となる。しかし、１６個のアルファ・パルスに関する回復の量は１２パルスのアルファ・パルス系列に関する回復量と比べてより大きいことが分かっている。２４パルスのアルファ・パルス系列では、１２パルスまたは１６パルスのアルファ・パルス系列のいずれによって達成されるものと比べても実質的により大きな回復が得られることは明らかである。上で指摘したように、パルス系列内のアルファ・パルスの数が増えると、必要な反転パルスが少なくなるためデータ組全体に関する収集時間も短縮される。しかし、患者スループット並びに望ましくない患者の動きの抑制に対する要請のために、最小のデータ収集時間が要求されている。したがって、ユーザやパルスシーケンス設定者は、抑制組織の磁化回復に関して上側しきい値を選択または確定することを可能としている。したがって、所望の組織をユーザ選択しきい値未満に抑制しながら印加することが可能なアルファ・パルス系列の最大パルス数が、印加すべき最適なパルス数として使用される。
【００２７】
ここで図３を参照すると、傾斜エコー・パルスシーケンスの各反転パルスの後に印加させる最適なアルファ・パルス数を決定するための制御アルゴリズムの各動作／ステップを示している。これらの動作／ステップは、傾斜エコー・パルスシーケンスが目前のＭＲ検査の撮像パラメータに関して具体的かつ一意に設計されるように「オンザフライ」で実行することが好ましい。以下で記載することになるが、スキャンのパラメータを特定する一連のユーザ入力を受け取り、この具体的な入力から撮像シーケンスを生成するようにコンピュータを構成させている。技法８０はステップ８２で開始され、ステップ８４でユーザまたはパルスシーケンス設定者が目前のスキャンのための一連の撮像パラメータを入力する。このユーザ入力は、受信器バンド幅（ｋＨｚ）、ｘ分解能、スライス数、ｙ分解能、ＴＲ、及び各アルファ・パルスのフリップ角を含むことがある。本アルゴリズムは、これらのユーザ入力から、各スペクトル選択性反転パルスの後に繰り出されるアルファ・パルスの最適個数を計算するために使用される一連の値を決定する。例えばステップ８６において、本アルゴリズムは次式を解く。
【００２８】
Ｅ＝ｅｘｐ（−ＴR／Ｔ1）        （式１）
この計算から、本アルゴリズムはステップ８８において次式を解く。
【００２９】
ｑ＝Ｅｃｏｓ（α）        （式２）
上式において「Ｅ」はステップ８６で決定した値を表しており、またαは各アルファ・パルスのフリップ角に対応している。
【００３０】
ステップ８８で決定した値から、本アルゴリズム８０は、ステップ９０において抑制対象組織の定常状態磁化の抑制対象組織の熱平衡磁化に対する比を次式に従って決定する。
【００３１】
Ｍｓｓ＝Ｍｏ［（１−ｅｘｐ（−ＴＩ／Ｔ1））ｑn＋（１−Ｅ）（１−ｑn）／（１−ｑ）］／（１−ｃｏｓ（θ）ｅｘｐ（−ＴＩ／Ｔ1）ｑn        （式３）
上式において、Ｍｓｓは抑制対象組織の縦磁化であり、Ｍｏは抑制対象組織の熱平衡磁化であり、Ｔ1は抑制対象組織のスピン・スピン緩和時間に対応しており、ＴＩは反転パルスに続いて第１のアルファ・パルスを印加する前までのデフォルト時間であり、またｎは各反転パルスに続くアルファ・パルスの数である。上で記載したように、Ｍｓｓ／Ｍｏの比の最大値に関する上側しきい値を設定することによって、Ｍｏを基準とした抑制を決定することができる。次いで本アルゴリズム８０は、計算された定常状態磁化を用いて、ステップ９２において第１の反転パルスのフリップ角を決定することができる。次の式に示されるように、第１の反転パルスのフリップ角θ1は、抑制対象組織の熱平衡磁化に対する定常状態磁化の比の逆余弦となる。対応する式は次式となる。
【００３２】
θ1＝ａｃｏｓ（Ｍｓｓ／Ｍｏ）        （式４）
後続の各ＴＲの各反転パルスの後に印加すべきアルファ・パルスの数の決定に際しては、１８０°のフリップ角θが使用される。ステップ９４において、アルゴリズム８０は（式３）を解くことによって各反転パルス後に印加すべき最大アルファ・パルス数を決定する。ステップ９４において各反転パルス後に印加するアルファ・パルスの数を決定した後、本アルゴリズムはステップ９６において目標組織のゼロ点に最も近いアルファ・パルスを決定しかつ分離する。このゼロ点は、目標組織の縦磁化が反転からその正の初期磁化状態まで回復する途中におけるゼロ交差に一致する。したがって、目標組織のゼロ点に対応するエコーからのデータをｋ空間の中心に埋め込むことによれば、当該時点で抑制組織から検出されるのはゼロ信号になる。したがって、目標組織が脂肪である場合、ｋ空間の中心に対応するデータは、脂肪生成の信号に関連するデータを全く含まないことになる。したがって、再構成画像における脂肪領域と水領域の間の区分が改善される。目標組織のゼロ点に最も近いアルファ・パルスを分離させた後、本アルゴリズム８０は、ステップ９８においてパルスシーケンスを発生させると共に、ユーザやパルスシーケンス設定者がステップ８４で特定した撮像パラメータに特有のｋ空間埋め込みスキームを規定し、この時点で当該の撮像スキャン向けのパルスシーケンス設定が完了すると共に、ステップ１００において患者に対するデータ収集が実施される。したがって、ｋ空間埋め込みスキームのパルスシーケンスは当該スキャン向けの特有のものとなりかつ当該スキャン向けに最適化される。
【００３３】
ここまで記載してきたアルゴリズムによって組織抑制が改善され、特に低フリップ角に関する改善が得られる。しかし本発明は、これより大きなフリップ角を利用する傾斜エコーシーケンス用にも強力であることに留意すべきである。各反転の後にアルファ・パルスを繰り出すために提供される時間量が最大になるように組織磁化を反転させるような１８０°のスペクトル選択性反転パルスを開示している。抑制組織のゼロ点に最も密接に対応するエコーからのデータをｋ空間の中心に配置させている修正式ｋ空間埋め込みスキームが実現される。しかし、第１の反転パルスでは、抑制組織磁化を比較的迅速に定常状態の条件になるように駆動させるために１８０°未満のフリップ角が使用されており、これによって定常状態に近づく間に破棄される収集を繰り出すことが不要となることに留意すべきである。したがって、本発明によって、データの収集に使用されている具体的なプロトコルに関する組織や脂肪の抑制が最適化されると共に、総収集時間が短縮される。
【００３４】
本発明はさらに、収集するｋ空間ライン数を１つのＴＲあたりのアルファ・パルス数で割った率が非ゼロであれば均衡を維持するために全くデータを収集しないようなダミー式アルファ・パルスの実施についても企図している。アルファ・パルスの数は必ずしもｋ空間を満たすために要するｋ空間ライン数に均等に分割する必要はないため、図３のステップ９４で決定したアルファ・パルスの数は、総収集時間を最小限にするという観点からは真に最適なアルファ・パルス数を提供しないこともある。すなわち多くの場合、アルゴリズム８０によって図３で決定したものと比べて若干小さい値すなわちアルファ・パルス数を使用することによって実質的にその収集時間が短縮されることがある。したがって、これらの場合にアルファ・パルスの理想的な数を計算するためには、回復磁化に関してより小さいしきい値がユーザまたはパルスシーケンス設定者によって設定されることもある。したがって、定常状態磁化のこの許容レンジ内から、繰り出さねばならないダミー式アルファ・パルス数を最小限にしこれによりダミー・パルスが必要な場合の総収集時間を最小限にするようなアルファ・パルスに関する最適値を決定することができる。
【００３５】
したがって、本発明の一実施形態によれば、傾斜エコー・イメージングの間における組織抑制の方法は、目標組織に対する指定されたＭＲデータ収集のために一組のユーザ選択撮像パラメータを特定するステップと、このユーザ選択撮像パラメータに特異的な組織抑制パルスシーケンスの組織抑制パルス系列の長さを設定するステップと、を含む。本方法はさらに、目標組織からのデータ収集を選択的に抑制するための組織抑制パルスシーケンスを印加するステップを含む。
【００３６】
本発明の別の実施形態によれば、傾斜エコーデータを収集するためのＭＲＩ装置を開示する。本装置は、偏向用磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイルを有するＭＲＩシステムを含む。ＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチは、ＭＲ画像を収集するようにＲＦコイル・アセンブリとの間でＲＦ信号を送受信させるためにパルスモジュールによって制御されている。本ＭＲＩ装置はさらに、抑制目標の組織に関するゼロ点を決定するようにプログラムされたコンピュータを含んでいる。このコンピュータはさらに、組織の縦磁化がゼロ点まで回復するための時間間隔を決定するようにプログラムされている。このコンピュータは、この時間間隔から、傾斜エコー・パルスシーケンスの各反転パルスの後で印加させるアルファ・パルスの数を決定するようにプログラムされている。
【００３７】
本発明の別の実施形態によれば、傾斜エコー収集のためのパルスシーケンスは、第１のＴＲ周期と、少なくとも第２のＴＲ周期と、を含む。このパルスシーケンスは、第１のＴＲ周期中に繰り出される１８０°未満のフリップ角を有する第１の反転パルスと、後続の各ＴＲにおいて繰り出される１８０°のフリップ角を有する第２の反転パルスと、を含んでいる。このパルスシーケンスはさらに、各ＴＲ周期中に繰り出される多数のＲＦアルファ・パルスを含んでおり、このＲＦパルスの一部分は評価目標の組織の縦磁化のゼロ化の前に繰り出されている。
【００３８】
本発明の別の実施形態によれば、本発明は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に保存されていると共に、コンピュータによって実行させた際に該コンピュータに対して、目標組織の目前のＭＲスキャンのための一組のユーザ選択撮像パラメータを特定させる命令を有するようなコンピュータ・プログラムの形に具現化される。この命令はさらに、コンピュータに対して、目標組織の抑制磁化を直ちに定常状態になるように駆動させるために印加されるスペクトル選択性の反転パルスのフリップ角をオンザフライで決定する動作、並びに目標組織の縦磁化がゼロに到達する前及び後で抑制パルスが印加されるように、スペクトル選択性反転パルスの後に印加させる抑制パルスの数をオンザフライで決定する動作を実行させている。
【００３９】
本発明を好ましい実施形態について記載してきたが、明示的に記述した以外に等価、代替及び修正が可能であり、これらも添付の特許請求の範囲の域内にあることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明と共に使用されるＭＲイメージング・システムのブロック概要図である。
【図２】本発明の一実施形態による傾斜エコー・パルスシーケンスの一部分を表したグラフである。
【図３】本発明の一実施形態による組織抑制のオンザフライ最適化の各ステップを表した流れ図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
１２  オペレータ・コンソール
１３  入力デバイス
１４  制御パネル
１６  表示スクリーン
１８  リンク
２０  コンピュータ・システム
２０ａ  バックプレーン
２２  画像プロセッサ・モジュール
２４  ＣＰＵモジュール
２６  メモリ・モジュール
２８  ディスク記憶装置
３０  テープ駆動装置
３２  システム制御部
３２ａ  バックプレーン
３４  シリアル・リンク
３６  ＣＰＵモジュール
３８  パルス発生器モジュール
４０  シリアル・リンク
４２  傾斜増幅器
４４  生理学的収集制御器
４６  スキャン室インタフェース回路
４８  患者位置決めシステム
５０  傾斜磁場コイル・アセンブリ
５２  マグネット・アセンブリ
５４  偏向用マグネット
５６  ＲＦコイル
５８  送受信器モジュール
６０  ＲＦ増幅器
６２  送信／受信スイッチ
６４  前置増幅器
６６  メモリ・モジュール
６８  アレイ・プロセッサ
７０  パルスシーケンス
７２  ゼロ点
７４  アルファ・パルス系列
【図１】
2005095631.tif 000003
【図２】
2005095631.tif 000004
【図３】
2005095631.tif 000005
【外国語明細書】
2005095631000001.pdf